数据库-实现篇 第十三讲（含习题）

存储体系
DBMS读取、存取磁盘上的数据
磁盘结构特性
宏观实现查询、微观算法
数据库以表、记录访问数据，内存以磁盘块存储数据

存储体系回顾

1. 如何高效率存储？——数据组织与索引
   如何快速检索？——查询实现和查询优化

2. 数据库存储体系
   
   大多数情况下，数据库保存在磁盘上，讲内容读入到缓冲区被CPU处理

3. 磁盘块的组织：
   
   第一个磁盘块在目录中保存；
   操作系统 把文件按照文件块存储在磁盘块上；

4. 内存管理（主存）
   （1）一条记录的地址=存储单元地址=内存地址=页面：页面内偏移量
   （2）页面=块
   

磁盘结构与特性

磁盘块：由若干个连续的扇区构成
磁盘块的读取：旋转+移动

6. RAID技术：
   A——并行读取多个磁盘????数据拆分
   （1）比特级拆分
   （2）（文件）块级拆分
   B——可靠性：奇偶校验与纠错
   （1）扇区/块读写校验
   （2）磁盘间读写校验

查询实现的基本思想


记录与表在磁盘上的存储

1. 记录是跨块存储还是非跨块存储，采用指针实现

四种文件组织方法

1. 无序记录文件（增删改）
   
2. 有序记录文件（查询）：
   排序字段通常为关系中的主码，所以又称排序码

插入/删除时可能会造成大规模移动——
采用溢出文件，新插入的内容存储进溢出文件（无序）。

当溢出文件过大时，将溢出文件插入到主文件中，恢复文件的有序性

3. 散列文件（增删改）：
   根据记录的某属性或属性（散列字段，大多数情况下为关系的主码）的值，根据散列函数得到的值来计算存储位置：桶号

检索效率和更新效率都有一定性的提高

问题：
（1）桶满溢出：溢出桶，通过指针不断扩展

4. 聚簇文件
   聚簇：将具有相同或相似属性值的记录 存放于连续的磁盘簇块中
   多表聚簇：将相互关联的TABLE存储于一个文件中

有时可大幅度提高查询速度

Oracle 数据库物理存储简介

逻辑层：

1. 所有表空间的组合存储容量就是数据库的存储容量
2. 表空间：
   （1）系统表空间——数据字典信息
   （2） 用户表空间
3. 一个表空间由一个或多个操作文件构成，操作系统文件仅起到占位作用
4. 操作系统下看数据库，可以看到文件，看不到表空间，只有进入到Oracle系统才能看到
5. 操作系统文件：占位磁盘块
6. 一个文件可以存储一个表或多个表，一个表可以存储在一个文件或多个文件中
   文件和表没有直接作用

物理存储层：
7. 数据块是最小的IO单位，相当于页（扇区）
8. 盘区是特定数量的连续数据块，相当于簇。这里的盘区可以动态变化
9. 段是由特定数据结构的盘区：数据段、索引段、临时段